(57)【要約】【課題】２つのプレート部材から形成されるものにおいて、両者間のろう接性を向上可能とするチューブの製造方法を提供する。【解決手段】断面略コの字形状を成すチューブ１１０Ａ用の第１プレート部材１１１および第２プレート部材１１２を、略コの字形状の開口側端部１１１ａ、１１２ａ同士が対向するように嵌合配置する配置工程と、ろう接材１１３によって両プレート部材１１１、１１２をろう接するろう接工程とを有するチューブの製造方法であって、配置工程の後に、両プレート部材１１１、１１２の嵌合部において、両開口側端部１１１ａ、１１２ａ同士が当接するように、外側となる開口側端部１１１ａを内側となる開口側端部１１２ａ側にかしめるかしめ工程を設ける。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
断面略コの字形状を成すチューブ（１１０Ａ）用の第１プレート部材（１１１）および第２プレート部材（１１２）を、前記略コの字形状の開口側端部（１１１ａ、１１２ａ）同士が対向するように嵌合配置する配置工程と、
ろう接材（１１３）によって前記両プレート部材（１１１、１１２）をろう接するろう接工程とを有するチューブの製造方法であって、
前記配置工程の後に、前記両プレート部材（１１１、１１２）の嵌合部において、前記両開口側端部（１１１ａ、１１２ａ）同士が当接するように、外側となる前記開口側端部（１１１ａ）を内側となる前記開口側端部（１１２ａ）側にかしめるかしめ工程を設けたことを特徴とするチューブの製造方法。
【請求項２】
前記配置工程の際に、前記ろう接材（１１３）として箔状のろう接材（１１３）を前記両プレート部材（１１１、１１２）の間に介在させることを特徴とする請求項１に記載のチューブの製造方法。
【請求項３】
前記配置工程の際に、前記第１プレート部材（１１１）の前記略コの字形状の内側に、前記箔状のろう接材（１１３）、インナーフィン（１１４）、前記箔状のろう接材（１１３）を順に積層して、前記第２プレート部材（１１２）を前記第１プレート部材（１１１）に嵌合配置することを特徴とする請求項２に記載のチューブの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば熱交換器に用いて好適な、チューブの製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来の熱交換器（および製造方法）として、例えば特許文献１に示されるものが知られている。即ち、この熱交換器に使用されるチューブは、断面が略コの字形状に形成されると共に、表面にろう材が設けられた第１プレート部材と第２プレート部材とから形成されるようにしている。第１、第２プレート部材は略コの字状の開口側同士が対向するように嵌合配置され、この嵌合体が加熱されることで、ろう材が溶融されてろう付けされている。
【特許文献１】特開２００５−３０７５５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、第１、第２プレート部材をプレス成形によって製作すると、スプリングバックによって略コの字形状の開口側が開くため、嵌合部の隙間が狙い値以上に大きくなって、ろう付け性悪化の要因となっている。
【０００４】
本発明の目的は、上記問題に鑑み、２つのプレート部材から形成されるものにおいて、両者間のろう接性を向上可能とするチューブの製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明は上記目的を達成するために、以下の技術的手段を採用する。
【０００６】
請求項１に記載の発明では、断面略コの字形状を成すチューブ（１１０Ａ）用の第１プレート部材（１１１）および第２プレート部材（１１２）を、略コの字形状の開口側端部（１１１ａ、１１２ａ）同士が対向するように嵌合配置する配置工程と、ろう接材（１１３）によって両プレート部材（１１１、１１２）をろう接するろう接工程とを有するチューブの製造方法であって、配置工程の後に、両プレート部材（１１１、１１２）の嵌合部において、両開口側端部（１１１ａ、１１２ａ）同士が当接するように、外側となる開口側端部（１１１ａ）を内側となる開口側端部（１１２ａ）側にかしめるかしめ工程を設けたことを特徴としている。
【０００７】
これにより、両プレート部材（１１１、１１２）の略コの字形状の出来栄えにバラツキがあっても、かしめ工程によって嵌合部の隙間を適切にすることができるので、両プレート部材（１１１、１１２）間のろう接性を向上することができる。
【０００８】
請求項２に記載の発明では、配置工程の際に、ろう接材（１１３）として箔状のろう接材（１１３）を両プレート部材（１１１、１１２）の間に介在させることを特徴としている。
【０００９】
これにより、両プレート部材（１１１、１１２）の材質に制約されることなく、ろう接材（１１３）の選定が可能となり、ろう接温度等のろう接条件の設定が容易となる。また、第１プレート部材（１１１）、箔状のろう接材（１１３）、第２プレート部材（１１２）の順に組み付けていくことで、ろう接材（１１３）をセットでき、容易な作業でチューブ（１１０Ａ）の製造が可能となる。
【００１０】
請求項３に記載の発明では、配置工程の際に、第１プレート部材（１１１）の略コの字形状の内側に、箔状のろう接材（１１３）、インナーフィン（１１４）、箔状のろう接材（１１３）を順に積層して、第２プレート部材（１１２）を第１プレート部材（１１１）に嵌合配置することを特徴としている。
【００１１】
これにより、内部にインナーフィン（１１４）を有するチューブ（１１０Ａ）を容易に製造することができる。
【００１２】
尚、上記各手段の括弧内の符号は、後述する実施形態記載の具体的手段との対応関係を示すものである。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
（第１実施形態）
本実施形態は、本発明に係るチューブ１１０Ａを空冷式のインタークーラ１００に適用したものであり、以下、インタークーラ１００の構成について図１〜図３を用いて説明する。尚、図１は本実施形態に係るインタークーラ１００を示す正面図、図２は図１中におけるＡ−Ａ部を示す断面図、図３はチューブ１１０Ａの組付け要領を示す断面図である。
【００１４】
インタークーラ１００は、車両用エンジン（内燃機関）に吸入される燃焼用空気（以下、吸気）を外部からの冷却空気との熱交換により冷却する熱交換器である。このインタークーラ１００は、主にコア部１１０と一対のヘッダタンク１２０とから成り、ここではトラック等の大型車両に搭載される大型のインタークーラ１００としている。よって、以下説明する各部材は、熱伝導性および耐久性が充分得られるように、銅、銅合金あるいは鉄から成るものとしており、各部材の当接部がろう付け（本発明におけるろう接に対応）、あるいは溶接により接合されている。
【００１５】
コア部１１０は、内部にインナーフィン１１４が挿入されたチューブ１１０Ａと、アウターフィン１１５とが交互に積層され、積層方向の両最外方にはサイドプレート１１６が配設されて形成されている。
【００１６】
チューブ１１０Ａは、内部を吸気が流通する断面扁平状の管部材であり、２枚のチューブプレート（本発明における第１、第２プレート部材に対応）１１１、１１２から形成されている。各チューブプレート１１１、１１２は、プレス加工によって平板から断面が略コの字形状となるように成形されており、略コの字形状の開口側となる端部１１１ａ、１１２ａ同士が対向するように嵌合されて、ろう付けされている。両端部１１１ａ、１１２ａの嵌合状態は、端部１１１ａが外側となり、端部１１２ａが内側となるようにしている。尚、各チューブプレート１１１、１１２の材質は、銅材に亜鉛（約１５％）が含有される丹銅材としている。
【００１７】
上記チューブ１１０Ａ内に挿入されるインナーフィン１１４は、純銅製の薄肉の平板材から波状に成形されており、吸気の流れに乱流効果を与え、吸気側の熱伝達率を向上させる。
【００１８】
アウターフィン１１５は、上記インナーフィン１１４と同様に、純銅製の薄肉の平板材から波状に成形され、平面部には切り起こしによって鎧戸状に形成される複数のルーバ１１５ａが設けられており、冷却空気側への放熱面積を拡大すると共に、ルーバ１１５ａによる乱流効果を得て、吸気との熱交換を促進する。
【００１９】
サイドプレート１１６は、チューブ１１０Ａの長手方向に延びる真鍮製の補強部材であり、断面形状が略コの字形状に形成され、コの字の内側中央には長手方向に延びるリブが設けられている。
【００２０】
上記チューブプレート１１１、１１２とインナーフィン１１４との間には、箔ろう材（本発明における箔状のろう接材に対応）１１３が介在されて（図３）、この箔ろう材１１３によって、２枚のチューブプレート１１１、１１２が互いにろう付けされてチューブ１１０Ａを形成すると共に、インナーフィン１１４がチューブ１１０Ａの内面にろう付けされている。尚、この箔ろう材１１３は、例えば、銅７５％、錫１５％、ニッケル５％、燐５％の成分から成り、低融点（６００℃〜６５０℃）で還元性を有する銅ろう材としている。
【００２１】
また、チューブ１１０Ａの表面には、ろう材とバインダとを混合したペースト状ろう材が予め塗布されており、アウターフィン１１５は、このペースト状ろう材によりチューブ１１０Ａにろう付けされている。更に、サイドプレート１１６のアウターフィン１１５側の面にも、予めペースト状ろう材が塗布されており、最外方のアウターフィン１１５は、このペースト状ろう材によりサイドプレート１１６にろう付けされている。尚、上記ペースト状ろう材は、チューブ１１０Ａ内のろう付けに用いる箔ろう材１１３に代えても良い。
【００２２】
チューブ１１０Ａの両長手方向端部（以下、チューブ端部）側には、チューブ１１０Ａの積層方向に延びて各チューブ１１０Ａに連通する一対のヘッダタンク１２０が設けられている。このヘッダタンク１２０は、ヘッダプレート１２１と、タンク本体１２２と、パイプ１２３とから成る。
【００２３】
ヘッダプレート１２１は、細長平板の外周部に縁立て部が設けられると共に、チューブ端部と対応する部位にチューブ孔が穿設された板部材である。チューブ孔は、チューブ１１０Ａの嵌入性を考慮して、チューブ１１０Ａの断面形状よりもわずかに大きくなるように成形されている。ここでは上記ヘッダプレート１２１の材質は、鉄材としている。
【００２４】
そして、チューブ端部は、このヘッダプレート１２１のチューブ孔に挿入嵌合され、嵌合部に塗布されたペースト状ろう材によって、チューブ１１０Ａとヘッダプレート１２１は互いにろう付けされている。尚、サイドプレート１１６の長手方向両端部は、ヘッダプレート１２１との当接部に塗布されたペースト状ろう材によって、ヘッダプレート１２１にろう付けされている。
【００２５】
タンク本体１２２は、ヘッダプレート１２１と同一の鉄材から成り、ヘッダプレート１２１側が開口する細長の半容器体であり、その開口側がヘッダプレート１２１の縁立て部に溶接されてタンク内空間を形成している。
【００２６】
パイプ１２３は、鉄材から成る管部材であり、タンク内空間に連通するようにタンク本体１２２の長手方向の一方の端部に溶接されている。
【００２７】
尚、図１中の右側のヘッダタンク１２０は、パイプ１２３から流入する吸気を各チューブ１１０Ａに分配供給するものであり、図１の左側のヘッダタンク１２０は、チューブ１１０Ａから流出する吸気を集合回収してパイプ１２３から外部へ流出するものである。
【００２８】
次に、インタークーラ１００の製造方法について説明する。まず、板材のプレス加工により成形したチューブプレート１１１、１１２、サイドプレート１１６、ヘッダプレート１２１と、ローラ加工により成形したインナーフィン１１４、アウターフィン１１５と、箔ろう材１１３とを予め準備する。
【００２９】
そして、図３（ａ）に示すように、端部１１１ａが上側を向くようにチューブプレート１１１を作業台の上にセットして、略コの字形状の内側に箔ろう材１１３、インナーフィン１１４、箔ろう材１１３を順番に積層する。この時、下側の箔ろう材１１３の図３中における左右方向の長さは、チューブプレート１１１のコの字の全長に略等しい寸法としている。また、上側の箔ろう材１１３の図３中における左右方向の長さは、少なくともインナーフィン１１４の全領域と当接可能となる寸法としている。そして、上記のように積層した箔ろう材１１３、インナーフィン１１４、箔ろう材１１３の上側から、端部１１２ａが下側を向くようにチューブプレート１１２をセットする。この時、端部１１２ａが端部１１１ａの内側に入り込んで嵌合するようにしており、両チューブプレート１１１、１１２が嵌合配置される。以下、チューブプレート１１１、１１２が嵌合配置されたものをチューブ嵌合体と呼ぶ（以上、本発明における配置工程完了）。
【００３０】
そして、図３（ｂ）に示すように、かしめローラ２００を用いて、上記チューブ嵌合体のかしめを行う。ここで、かしめローラ２００は、周面に円弧状にへこむ凹部２１０が形成された一対のローラとしている。このかしめローラ２００に対して、両端部１１１ａが凹部２１０に当接するようにチューブ嵌合体をセットする。そして、かしめローラ２００によって、チューブ嵌合体の両側から所定の荷重が負荷されるように押圧しつつ、かしめローラ２００を回転させ、更にチューブ嵌合体の長手方向（図３（ｂ）の紙面に対して垂直方向）に移動させる。このかしめローラ２００の作動によって、図３（ｃ）に示すように、外側となる端部１１１ａは円弧状に変形されて、内側となる端部１１２ａ側に当接するようにかしめられる。以下、このかしめされたものをチューブ組立て体と呼ぶ（以上、本発明におけるかしめ工程完了）。
【００３１】
そして、チューブ組立て体の表面、およびサイドプレート１１６のアウターフィン１１５側の面にペースト状ろう材を塗布する。
【００３２】
そして、図示しない積層治具をガイドにして、一番下側にサイドプレート１１６をセットし、その上側にアウターフィン１１５、チューブ組立て体、アウターフィン１１５の順に交互に所定枚数だけ積層していき、最上段のアウターフィン１１５の更に上側にもう一つのサイドプレート１１６をセットして、コア部１１０を組立てる。以下、この組立て体をコア部組立て体と呼ぶ。
【００３３】
そして、ヘッダプレート１２１のチューブ孔にチューブ端部を挿入嵌合して、嵌合部にペースト状ろう材を塗布する。尚、必要に応じてコア部組立て体の組立て状態を保持するために、チューブ組立て体の積層方向にワイヤー等の治具を装着しておく。
【００３４】
そして、上記コア部組立て体の脱脂を行った後に、ろう付け炉内に投入して一体的にろう付けする（ここではろう付け温度６２５℃）。つまり、チューブ組立て体において、箔ろう材１１３によって、チューブプレート１１１、１１２を端部１１１ａ、１１２ａにおいてろう付けしてチューブ１１０Ａとする（本発明におけるろう接工程完了）。また、箔ろう材１１３によって、インナーフィン１１４をチューブプレート１１１、１１２の内面にろう付けする。また、ペースト状ろう材によって、チューブ１１０Ａ、アウターフィン１１５、サイドプレート１１６、ヘッダプレート１２１の互いに当接する部位をろう付する。
【００３５】
そして、プレス加工により成形されたタンク本体１２２にパイプ１２３を溶接して、更に、タンク本体１２２の開口側をヘッダプレート１２１の縁立て部に嵌合させて、タンク本体１２２とヘッダプレート１２１とを溶接する。
【００３６】
その後、洩れ検査（ろう付け不良、溶接不良のチェック）および寸法検査等の所定の検査を行い、インタークーラ１００の製造を完了する。
【００３７】
本実施形態においては、チューブ嵌合体に対して、かしめローラ２００を用いて、端部１１１ａを端部１１２ａ側にかしめるようにしているので、両チューブプレート１１１、１１２の略コの字形状の出来栄えにバラツキがあっても、嵌合部の隙間を適切にすることができ、両チューブプレート１１１、１１２間のろう付け性を向上することができる。
【００３８】
また、チューブプレート１１１、１１２のろう付けのために箔ろう材１１３を介在させて用いるようにしているので、両チューブプレート１１１、１１２の材質に制約されることなく、ろう材の選定が可能となり、ろう付け温度等のろう付け条件の設定が容易となる。また、チューブプレート１１１、箔ろう材１１３、チューブプレート１１２の順に組み付けていくことで、箔ろう材１１３をセットでき、容易な作業でチューブ１１０Ａの製造が可能となる。
【００３９】
また、インナーフィン１１４をチューブプレート１１１側にセットした後に、その上側からチューブプレート１１２を配置嵌合するようにしているので、内部にインナーフィン１１４を有するチューブ１１０Ａを容易に製造することができる。
【００４０】
（その他の実施形態）
上記第１実施形態では熱交換器を構成する部材の基本材質を銅あるいは銅合金としたが、これに限らず、アルミニウムあるいはアルミニウム合金等他の材料を用いるものにも適用できる。
【００４１】
また、チューブ１１０Ａのろう付けのためのろう材は、箔ろう材１１３に限らず、ペースト状ろう材としても良い。また、チューブプレート１１１、１１２の表面にろう材層が形成されるクラッドろう材としても良い。
【００４２】
また、選定する構成部材の材質によって、ろう材は半田として、半田付けを行うものを対象としても良い。
【００４３】
また、上記第１実施形態では本発明のチューブ１１０Ａをインタークーラ１００に適用したものとして説明したが、ラジエータやコンデンサ等の他の熱交換器用チューブとして適用しても良い。
【００４４】
また、チューブ嵌合体に対するかしめを行う際のかしめローラ２００は、１対のものに限らず、単体のローラとしても良い。あるいはプレスによるかしめとしても良い。
【００４５】
また、チューブ１１０Ａ内におけるインナーフィン１１４は、熱交換性能に応じて、廃止しても良い。
【図面の簡単な説明】
【００４６】
【図１】本実施形態に係るインタークーラを示す正面図である。
【図２】図１中におけるＡ−Ａ部を示す断面図である。
【図３】チューブの組付け要領を示す断面図である。
【符号の説明】
【００４７】
１００  インタークーラ（熱交換器）
１１０Ａ  チューブ
１１１  チューブプレート（第１チューブ部材）
１１１ａ  端部（開口側端部）
１１２  チューブプレート（第２チューブ部材）
１１２ａ  端部（開口側端部）
１１３  箔ろう材（ろう接材、箔状のろう接材）
【図１】
2007198629.tif 000003
【図２】
2007198629.tif 000004
【図３】
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